当前,物联网技术已经广泛应用到石化行业的方方面面,在设备的运行监控,数据的实时采集,人员的安全保障方面发挥了重要的作用。但 是,传统的设备联网技术在解决行业痛点的同时也存在着不可忽视的问题。
随着智慧工业、物联网、云计算、下一代物联网技术的飞速发展,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)技术的出现,则可以较好地解决传统物联网技术在行业应用中的问题,将是石油化工行业智慧化,智能化进程中的一块重要的拼图。
NB-IoT是一种基于蜂窝通信 3G/4G演进的物联网通信技术,全球移动通信标准组织3GPP负责NB-IoT技术的标准化,首个标准版本Release13已经于 2016年6月发布,并持续演进。NB-IoT工作于专用授权频段,主要应用于低吞吐量、海量连接的场景,未来将承接大量物联网业务接入。
NB-IoT技术特点
B-IoT技术的主要特点如下:
①大容量。在同一基站的情况下,与现有无线技术相比NB-IoT可提供50~100倍的连接数,可以支持超过50K连接数每小时。
②高覆盖。在同样的频段下,NB-IoT比现有蜂窝网络提升20dB增益,将极大地改进室内覆盖。
③低功耗。NB-IoT技术借助节电模式(Power Saving Mode,PSM)和eDRX可实现更长的待机,设备续航时间可以大幅提升到几年,甚至10年以上。NB-IoT芯片正常待机耗电只需毫瓦(mW)级,而在PSM模式下通信芯片功耗更只需微瓦(uW)级。
④低成本。低速率、低带宽等带来的简化设计同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势,通信模组成本可以达到5$以下。相比其他通信技术,NB-IoT技术可以使得大量物联网设备直接通过成熟稳定可靠的运营商网络接入,消费者、设备厂商无须自组网,也有望降低维护成本。
⑤ 高安全。基于专用频谱、空口双向鉴权及严格加密,提供电信级别的安全可靠能力,保障用户数据的传输安全性。
正因为NB-IoT具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其可以广泛应用于石油化工行业,进 行设备间的组网应用。
NB-IoT(窄带物联网)与其他通信技术的对比
通信技术从传输距离上可分为广域网和局域网通信技术,相对于局域网通信技术,低功耗广域网技术代表着新的一类趋势。无线通信技术分类如图所示,技术特点比较见表所示。
广域网通信技术一般定义为LPWAN,是一种大跨越地域性的网络,具有分布域广、可移动性、广接入数大等特性。
1、广域网通信技术又分为如下两类:
①工作在非授权频谱的技术。如LoRa,SIGFOX,具有低速率、低功耗、低成本等特性;该类技术大多是非标准的,自定义实现,因此抗扰性、安全性和接入数量受自建网络的性能所影响。
②工作在授权频谱的技术。如大家所熟悉的移动通信网络GSM,LTE等蜂窝通信技术,以及NB-IoT技术及eMTC技术;由于工作在授权频谱,有运营商运营和维护,因此具有网络可靠性高、安全性高、信号覆盖广的优势;LTE及其演进是对应于高速大流量、低时延数据应用;NB-IoT技术对应于低速率、低功耗、低成本、网络信号穿透性强、海量连接数、时延不敏感(秒级)的数据应用;eMTC技术则是介于NB-IoT技术与LTE技术两者之间,属于中速应用。
2、局域网通信技术
如WiFi、蓝牙、ZigBee等,它是在某一个区域内的网络,具有传输速度比较高、传输距离短、功耗不低的特性,适用于短距离数据的高速传输,不适于广泛分布、大量连接、及低功耗的场景。
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